Омӯзиши падидаи пӯсидаи литий дар батареяҳои литий: Калиди ҳифзи бехатарӣ ва кори батарея.

Эй дӯстон! Оё шумо медонед, ки манбаи асосии энергия дар дастгоҳҳои электроние, ки мо ҳар рӯз бе он зиндагӣ карда наметавонем, аз қабили телефонҳои мобилӣ ва ноутбукҳо чист? Ин дуруст аст, ин батареяҳои литий мебошанд. Аммо оё шумо як падидаи то ҳадде ташвишоварро дар батареяҳои литийӣ - пӯсидаи литий дарк мекунед? Имрӯз, биёед падидаи пӯсидаи литийро дар батареяҳои литий амиқ омӯзем, бифаҳмем, ки он чӣ аст, он чӣ таъсир мерасонад ва чӣ гуна мо метавонем бо он мубориза барем.

I. Пули литий дар батареяҳои литий чист?

Пӯшидани литий дар батареяҳои литийӣ дар ҷаҳони батарея ба як "садамаи хурд" монанд аст. Оддӣ карда гӯем, дар шароити мушаххас, ионҳои литий дар батарея бояд дар электроди манфӣ хуб ҷойгир шаванд, аммо ба ҷои ин, онҳо ба таври бад дар рӯи электроди манфӣ борид ва ба литийи металлӣ табдил меёбанд, ба монанди шохаҳои хурд. Мо инро дендрити литий меномем. Ин падида одатан дар муҳитҳои ҳарорати паст ё вақте ки батарея такроран пур ва холӣ мешавад, рух медиҳад. Зеро дар ин вакт ионхои литий, ки аз электроди мусбат мебароянд, одатан ба электроди манфй дохил карда намешаванд ва танхо дар руи электроди манфй «лагерь барпо карда метавонанд».

II. Чаро қабати литий пайдо мешавад?

Ҳодисаи пӯсидаи литий бесабаб пайдо намешавад. Он аз бисёр омилҳо якҷоя кор мекунанд.

Аввалан, агар «хонаи хурд»-и электроди манфӣ ба қадри кофӣ калон набошад, яъне иқтидори электроди манфӣ барои ҷойгир кардани тамоми ионҳои литий, ки аз электроди мусбӣ кор мекунанд, нокифоя бошад, он гоҳ ионҳои литийи зиёдатӣ танҳо дар сатҳи электроди манфӣ боришот шуда метавонанд. электроди манфӣ.

Дуюм, ҳангоми пур кардани барқ ​​эҳтиёт шавед! Агар дар ҳарорати паст, бо ҷараёни калон ё аз ҳад зиёд барқ ​​пур кунед, ин ба он монанд аст, ки меҳмонони аз ҳад зиёд ба «хонаи хурд»-и электроди манфӣ якбора меоянд. Он аз ӯҳдаи он баромада наметавонад ва ионҳои литийро сари вақт ворид кардан мумкин нест, аз ин рӯ падидаи литийпӯшӣ ба амал меояд.

Инчунин, агар сохтори дохилии батарея ба таври оқилона тарҳрезӣ нашуда бошад, масалан, агар дар сепаратор узвҳо вуҷуд дошта бошанд ё ҳуҷайраи батарея деформатсия карда шуда бошад, он ба роҳи ба хона баргаштани ионҳои литий таъсир мерасонад ва онҳоро наметавонист, ки самти дурустро пайдо кунанд. метавонад ба осонӣ ба пӯсидаи литий оварда расонад.

Гайр аз ин, электролит барои ионхои литий ба «рахнамои хурд» монанд аст. Агар миқдори электролит нокифоя бошад ё плитаҳои электрод пурра ворид нашаванд, ионҳои литий гум мешаванд ва литий пӯшонида мешавад.

Ниҳоят, филми SEI дар рӯи электроди манфӣ низ хеле муҳим аст! Агар он хеле ғафс шавад ё вайрон шавад, ионҳои литий наметавонанд ба электроди манфӣ ворид шаванд ва падидаи литийпӯшӣ пайдо мешавад.

III. Чӣ тавр мо метавонем пластинкаи литийро ҳал кунем?

Парво накунед, мо роҳҳои мубориза бо пластинкаи литий дорем.

Мо метавонем сохтори батареяро оптимизатсия кунем. Масалан, батареяро оқилонатар тарҳрезӣ кунед, майдони бо номи Overhangро кам кунед, тарҳи бисёрҷабҳаро истифода баред ва таносуби N/P-ро танзим кунед, то ки ионҳои литий ҳамвортар гарданд.

Назорати шароити пуркунии батарея ва холӣ низ муҳим аст. Ин ба он монанд аст, ки барои ионҳои литий "қоидаҳои ҳаракат" мувофиқ аст. Шиддати пуркунӣ ва холӣ, ҷараён ва ҳароратро назорат кунед, то аксуламали литий ба амал ояд.

Бехтар шудани таркиби электролит низ хуб аст. Мо метавонем намакҳои литий, иловаҳо ё ҳалкунандаҳоро илова кунем, то электролит беҳтар шавад. Он на танҳо метавонад таҷзияи электролитро боздорад, балки реаксияи литийро низ пешгирӣ кунад.

Мо инчунин метавонем маводи электроди манфиро тағир диҳем. Ин мисли гузоштани "либоси муҳофизатӣ" ба электроди манфӣ аст. Тавассути усулҳо, аз қабили пӯшиши рӯизаминӣ, допинг ё хӯла, мо метавонем устуворӣ ва қобилияти пӯшиши зидди литийи электроди манфиро беҳтар кунем.

Албатта, системаи идоракунии батарея низ муҳим аст. Он ба як "бутлер"-и интеллектуалӣ монанд аст, ки раванди пуркунӣ ва холӣкуниро дар вақти воқеӣ назорат ва оқилона назорат мекунад, то боварӣ ҳосил кунад, ки батарея дар шароити бехатар кор кунад, аз пуркунии аз ҳад зиёд ва холӣ пешгирӣ карда шавад ва хатари пӯхтани литийро коҳиш диҳад.

IV. Пӯшидани литий ба батареяҳо чӣ гуна таъсир мерасонад?

Пӯшидани литий кори хуб нест! Он боиси афзоиши дендритҳои литий дар дохили батарея мегардад. Ин дендритҳои литий мисли мушкилоти кӯчак ҳастанд. Онҳо метавонанд ба сепаратор ворид шаванд ва расиши кӯтоҳи дохилиро ба вуҷуд оранд, ки ин хеле хатарнок аст. Шояд он ҳатто боиси сар задани садамаҳои гармидиҳӣ ва бехатарӣ шавад. Гузашта аз ин, дар ҷараёни коркарди литий, шумораи ионҳои литий кам мешавад ва иқтидори батарея низ коҳиш меёбад ва мӯҳлати хизмати батареяро кӯтоҳ мекунад.

V. Муносибати байни мухити пасти харорат ва пластинкаи литий чист?

Дар муҳити ҳарорати паст, электролит часпанда мешавад. Бориши литий дар электроди манфӣ сахттар мешавад, муқовимати интиқоли заряд зиёд мешавад ва шароити кинетикӣ низ бад мешавад. Ин омилҳо дар якҷоягӣ ба монанди илова кардани сӯзишворӣ ба падидаи пӯсидаи литий мебошанд, ки батареяҳои литийро дар муҳитҳои ҳарорати паст бештар ба литий пӯшиш медиҳанд ва ба кори фаврӣ ва саломатии дарозмуддати батарея таъсир мерасонанд.

VI. Чӣ тавр системаи идоракунии батарея метавонад қабати литийро кам кунад?

Системаи идоракунии батарея хеле пурқувват аст! Он метавонад параметрҳои батареяро дар вақти воқеӣ назорат кунад, мисли як ҷуфт чашмони тез ва ҳамеша ҳолати батареяро мушоҳида мекунад. Сипас стратегияи пуркунии барқро мувофиқи маълумот танзим кунед, то ионҳои литий итоаткор бошанд.

Он инчунин метавонад тағироти ғайримуқаррариро дар хатти пуркунии батарея муайян кунад. Мисли детективи интеллектуалӣ, он метавонад падидаи литийро пешакӣ пешгӯӣ кунад ва аз он канорагирӣ кунад.

Идоракунии гармидиҳӣ низ хеле муҳим аст! Системаи идоракунии батарея метавонад батареяро гарм кунад ё хунук кунад, то ҳарорати кориро назорат кунад ва имкон диҳад, ки ионҳои литий дар ҳарорати мувофиқ ҳаракат кунанд, то хатари литийро кам кунад.

Пуркунии мутавозин низ муҳим аст. Он метавонад кафолат диҳад, ки ҳар як батарея дар бастаи батарея баробар пур карда мешавад, ба монанди имкон медиҳад, ки ҳар як иони литий "ҳуҷраи хурд"-и худро пайдо кунад.

Ғайр аз он, тавассути пешрафтҳо дар илми мавод, мо инчунин метавонем маводи электродҳои манфӣ ва тарҳи сохтории батареяро оптимизатсия кунем, то батареяро қавӣ гардонем.

Ниҳоят, танзими суръати пуркунӣ ва тақсимоти ҷорӣ низ муҳим аст. Аз зичии аз ҳад зиёди ҷараёни маҳаллӣ канорагирӣ кунед ва шиддати қатъии барқро муқаррар кунед, то ки ионҳои литий ба электроди манфӣ бехатар ворид карда шаванд.

Хулоса, гарчанде ки падидаи пӯсидаи литий дар батареяҳои литий як каме мушкил аст, то даме ки мо сабабҳои онро амиқ дарк кунем ва чораҳои муассири пешгирикунанда ва назоратӣ андешем, мо метавонем батареяҳои литийро бехатартар кунем, кори беҳтар дошта бошем ва умри дарозтар дошта бошем. Биёед барои ҳифзи батареяҳои литийи худ якҷоя кор кунем!